听觉系统的解剖学与生理学
听觉系统将空气中的声音转化为神经信号，供大脑解读。它通常分为外耳（收集并引导声音）、中耳（匹配空气与液体的阻抗，并通过听小骨传递振动）、内耳（耳蜗进行频率分析，并将机械运动转化为电活动），以及听神经和中枢通路（携带并处理由此产生的信号）。本领域旨在引导学习者了解这一端到端的通路，以及详细探讨每个阶段的主题。
Definition
听觉系统是一系列外周和中枢结构的集合，它们捕获声能，传输并放大声能，按频率分析声能，将其转化为神经冲动，并通过听神经将这些冲动传递到脑干和听觉皮层以进行感知。
Scope
这是对周围和中枢听觉解剖结构以及正常听力生理步骤的概览。它阐述了外耳、中耳、内耳、毛细胞、听神经和中枢通路如何协同工作；每个阶段的详细力学和生理学将在子主题中展开。它涵盖了正常的结构和功能，以供参考和教育，而非听力障碍的诊断或管理。
Sub-topics
Core questions
- 系统如何将外耳的空气声传递到听神经的电活动？
- 空气与耳蜗液体之间的阻抗不匹配是如何克服的？
- 耳蜗如何将声音分解成其组成频率？
- 机械振动如何转化为神经信号，以及该信号如何被锐化？
- 听觉信息如何在中枢通路中组织和处理？
Key concepts
- 声音传导（外耳和中耳）
- 阻抗匹配
- 行波和耳蜗频率图
- 毛细胞的机械电转导
- 耳蜗放大器和外毛细胞电运动性
- 中枢通路的频率组织
- 频率的位置编码和时间编码
Mechanisms
声音由耳廓收集，并沿着耳道集中到鼓膜上。中耳听小骨将这种振动耦合到卵圆窗，利用面积和杠杆比来克服空气与耳蜗液体之间的阻抗不匹配。在耳蜗内，由此产生的液体运动在基底膜上形成行波，其峰值位置取决于频率，从而建立了频率图。位于基底膜上的毛细胞将其静纤毛的偏转转化为膜电位的变化，而外毛细胞（部分由运动蛋白prestin驱动）主动放大并锐化响应（Robles & Ruggero, 2001; Fettiplace & Fuchs, 1999）。转导的信号编码在耳蜗（听觉）神经纤维的放电中，并通过脑干核团传递到听觉皮层，在那里提取音高、定位和听觉对象等特征（Griffiths & Warren, 2004）。
Clinical relevance
理解正常的听觉解剖学和生理学是解释听力评估结果以及助听器和人工耳蜗等设备原理的基础。本领域描述了健康系统如何作为参考基础运作；它具有教育意义，并非个体诊断或治疗决策的依据。
History
对耳蜗功能的现代理解建立在格奥尔格·冯·贝凯西（Georg von Bekesy）在20世纪中期对基底膜行波的演示上，这项工作获得了诺贝尔奖。后来的研究表明，耳蜗并非被动的分析器，而是包含一个由外毛细胞驱动的主动放大器，并确定prestin是其电运动性的基础运动蛋白（Zheng et al., 2000，内耳主题中引用）。这些进展，连同对毛细胞机械转导和中枢听觉处理的详细研究，确立了此处总结的整合图景（Robles & Ruggero, 2001）。
Key figures
- Georg von Bekesy
- Luis Robles
- Mario Ruggero
- Robert Fettiplace
- Peter Dallos
Related topics
Seminal works
- robles-ruggero-2001
- fettiplace-fuchs-1999
- griffiths-warren-2004
Frequently asked questions
- 听觉系统的主要部分是什么？
- 外耳（耳廓和耳道）、中耳（鼓膜和听小骨）、内耳（耳蜗和毛细胞），以及听神经和通向皮层的中枢听觉通路。
- 声音在哪里变成神经信号？
- 在耳蜗中，毛细胞将基底膜的机械振动转化为电活动，从而驱动听神经。